Badanie wpływu dopasowania odzieży na izolacyjność cieplną i opór pary wodnej w układzie odzież – źródło ciepła

Kierownik projektu: dr inż. Magdalena Młynarczyk

Streszczenie projektu:

Celem głównym zadania było zbadanie wpływu dopasowania odzieży ochronnej na izolacyjność cieplną oraz opór pary wodnej układu odzież – źródło ciepła (manekin termiczny). Wyniki badań posłużą pracodawcom oraz pracownikom służby bhp w odpowiednim doborze odzieży ochronnej oraz bezpiecznej organizacji pracy.

W ramach 1. etapu zadania, wytypowano odzież do badań, przeznaczoną dla pracowników branży: budowlanej (W1), energetycznej (W2), spawalniczej (W3), chemicznej (W4) oraz 1 rodzaj bielizny spodniej. Opracowano metodykę prowadzenia badań parametrów cieplnych odzieży oraz przestrzeni powietrznych na podstawie techniki skanowania 3D. Zaproponowano zbadanie 9 kombinacji w odniesieniu do 1 zestawu odzieży (składającego się z bielizny oraz odzieży wierzchniej), uwzględniających 3 rozmiary zarówno odzieży wierzchniej (w stosunku do wymiarów manekina: ciasna – rozmiar S/50, dopasowana – rozmiar M/54, luźna – rozmiar L/56) oraz spodniej (w stosunku do wymiarów manekina: ciasna – rozmiar S/50, dopasowana – rozmiar M/54, luźna – rozmiar L/56).

Zgodnie z założeniami zadania badawczego, w 2. etapie przeprowadzono: badania izolacyjności cieplnej specjalistycznej skóry, bielizny oraz wybranych zestawów odzieży (warunki statyczne i dynamiczne) oraz badania oporu pary wodnej wybranych zestawów odzieży. Za pomocą techniki skanowania 3D wykonano skany pozwalające na wyznaczenie całkowitej objętości przestrzeni powietrznych w podziale na górną i dolną część manekina.

a)

b)

c)

Zadanie 3.SP.04. Przykład wykonywania skanów 3D manekina ubranego w bieliznę (a) oraz przykłady otrzymanych skanów manekina ubranego w specjalistyczną skórę (b) oraz manekna ubranego w zestaw W4 (c)

W ramach realizacji 3. etapu zadania wyznaczono objętość przestrzeni powietrznych oraz obliczono wielkości przestrzeni powietrznych w badanych zestawach odzieży. Opracowano siatki 3D badanych zestawów odzieży, wskazujące na sposób układania się górnej części odzieży na manekinie termicznym w zależności od rozmiaru bielizny oraz odzieży wierzchniej.

rozm. 50

rozm. 54

rozm. 56

Zadanie 3.SP.04. Siatki 3D wybranego zestawu odzieży (bielizna rozm. M; odzież wierzchnia dla pracowników branży budowlanej W1)

Na bazie uzyskanych wyników badań parametrów cieplnych odzieży, prowadzonych przy zastosowaniu manekina termicznego, przypisano zależności pomiędzy izolacyjnością cieplną badanych zestawów odzieży a wielkością oraz objętością powstałych przestrzeni powietrznych. Wielkości te wpływały na parametry cieplne odzieży. Analiza badań pozwoliła na wyznaczenie matematycznej zależności jako funkcji wielomianu drugiego stopnia, pomiędzy całkowitą oraz wynikową izolacyjnością cieplną, zarówno w odniesieniu do całkowitej objętości, jak i średniej wielkości przestrzeni powietrznych. W przypadku całkowitej izolacyjności cieplnej (metoda kalkulacji parallel) przypisano zależności wielomianu drugiego stopnia (dla R² 0,8).

Zadanie 3.SP.04. Zależność matematyczna całkowitej izolacyjności cieplnej badanych zestawów odzieży (I_t) do całkowitej objętości przestrzeni powietrznych pomiędzy nagim manekinem a zewnętrzną warstwą odzieży wierzchniej (V_o) [dm³] (metoda obliczeniowa parallel)

Na tej podstawie wyznaczono wartości wielkości przestrzeni powietrznych, powyżej których nie odnotowano wzrostu izolacyjności cieplnej odzieży. Ze wzrostem całkowitej objętości przestrzeni powietrznych (V_o) do wartości 50 dm³ wzrastała wartość całkowitej izolacyjności cieplnej (I_t).

Na podstawie uzyskanych wyników oraz przeprowadzonej analizy, opracowano 1. broszurę (nakład – 300 egz.), a także umieszczono na stronie internetowej CIOP-PIB). W opracowaniach tych znajdują się także zalecenia dotyczące doboru odzieży roboczej.

W ramach weryfikacji upowszechnienia uzyskanych wyników badań przeprowadzono łącznie 6 seminariów dla pracowników stosujących odzież ochronną i roboczą oraz pracowników służby bhp. Opracowane broszury oraz materiał informacyjny nt. zadania badawczego upowszechniano na 3 targach/forach bhp. W ramach upowszechniania wiedzy nt. wymiany ciepła, opracowano również 1 infografikę, zamieszczoną na profilu Pracowni Obciążeń Termicznych w mediach społecznościowych Facebook.

Wyniki zadania przedstawiono w 3 publikacjach naukowych oraz zaprezentowano na 2 konferencjach krajowych i 3 konferencjach międzynarodowych.

Jednostka: Pracownia Obciążeń Termicznych

Okres realizacji: 01.01.2020 – 31.12.2022